PERENCANAAN JEMBATAN COMPOSITE GIRDER YABANDA – JAYAPURA, PAPUA
TUGAS AKHIR SARJANA STRATA SATU
Oleh : RIVANDI OKBERTUS ANGRIANTO NPM : 07 02 12789
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ATMA JAYA YOGYAKARTA YOGYAKARTA, NOVEMBER 2012
KATA HANTAR
Puji syukur kepada Tuhan yang Maha Esa yang telah memberikan penyertaan dan kasih karunia-Nya sehingga penulis telah menyelesaikan tugas akhir dengan judul PERENCANAAN JEMBATAN COMPOSITE GIRDER YABANDA – JAYAPURA, PAPUA. Tugas akhir ini merupakan syarat untuk menyelesaikan Program Strata Satu (S1) pada Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Atma Jaya Yogyakarta. Jembatan merupakan sebuah struktur yang dibangun melewati suatu rintangan yang berada lebih rendah. Rintangan – rintangan tersebut dapat berupa jurang, lembah jalanan, rel kereta api, sungai, badan air, atau rintangan fisikal lainnya. Tujuan jembatan adalah untuk membuat jalan bagi orang atau kendaraan melewati sebuah rintangan. Pada tugas akhir ini, penulis merancang jembatan dengan menggunakan struktur baja dan beton dengan total panjang 60 meter. jembatan dirancang menjadi 6 buah bentang dengan panjang bentang yang sama panjang yakni 10 meter. plat lantai yang digunakan penulis dalam perencanaan jembatan setebal 280 cm dengan perkerasan aspal 5 cm. pembebanan jembatan menggunakan metode Pembebanan untuk Jembatan ( RSNI T – 02 – 2005). Analisis kekuatan struktur berdasarkan beban – beban yang bereaksi pada struktur jembatan. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini tidak mungkin selesai tanpa bantuan yang telah diberikan oleh berbagai pihak. Jadi dalam kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah banyak membantu penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut. 1. Ir. JF. Soandrijanie Linggo, M.T., selaku Ketua Program Kekhususan Transportasi Universitas Atma Jaya Yogyakarta dan juga sebagai Dosen Pembimbing penulis, 2. Seluruh Dosen Fakultas Teknik Universitas Atma Jaya Yogyakarta yang telah bersedia mendidik, mengajar, dan membagi ilmunya kepada penulis,
3. Kepada orang tua tercinta, keluarga besar Angrianto, keluarga besar Thie, dan keluarga besar Tjua yang selalu memberikan nasihat, motivasi, perhatian, kasih, dan doa demi kesuksesan penulis. 4. Kepada teman teman seperjuangan Ega kharisma dan Tophan setiadi juga teman teman angkatan 2007 dan 2008 yang telah membantu kesuksesan penulis selama masa perkuliahan. 5. Kepada istri tercinta yang selalu mendukung hingga akhir penulisan ini Je t'aime. 6. Juga kepada siapa saja yang telah membantu penulis agar mencapai kesuksesan ini terima kasih semuanya. Akhir kata dengan berkat dan rahmat-Nya, semoga segala bantuan, bimbing dan kebaikan yang telah penulis peroleh akan mendapat imbalan pahala dan berkat dari Tuhan yang Maha Esa
Yogyakarta, 27 November 2012 Penulis
Rivandi Okbertus Angrianto NPM : 07 02 12789
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL................................................................................................ i PENGESAHAN ..................................................... Error! Bookmark not defined. KATA HANTAR ................................................................................................... iv DAFTAR ISI ......................................................................................................... vii DAFTAR TABEL .................................................................................................. xi DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xii INTISARI.............................................................................................................. xv BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1 1.1
Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2
Rumusan Masalah .................................................................................... 3
1.3
Batasan Masalah ....................................................................................... 3
1.4
Keaslian Tugas Akhir ............................................................................... 4
1.5
Tujuan Tugas Akhir .................................................................................. 4
1.6
Manfaat Tugas Akhir ................................................................................ 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................................................. 5 2.1
Tinjauan Umum ........................................................................................ 5
2.2.
Komponen Jembatan ................................................................................ 5
2.3.
Bentuk dan Tipe Jembatan ....................................................................... 9
2.4.
Bagian-Bagian Jembatan ........................................................................ 11
2.5.
Peraturan-Peraturan Perancangan Jembatan........................................... 11
2.6.
Beban Jembatan ...................................................................................... 13
2.7.
Hasil Penelitian....................................................................................... 14
BAB III LANDASAN TEORI .............................................................................. 16 3.1.
Pembebanan Jembatan ........................................................................... 16
3.2.
Perancangan Stuktur Atas ...................................................................... 22
BAB IV METODOLOGI PERENCANAAN ....................................................... 47 4.1.
Cara Memperoleh Data .......................................................................... 47
4.2.
Metoda Pengolahan Data ........................................................................ 47
4.3.
Dasar-dasar Perencanaan ........................................................................ 48
4.4.
Tahapan Perencanaan ............................................................................. 48
BAB V PERENCANAN STRUKTUR ATAS ..................................................... 50 5.1.
Perencanaan Dimensi Awal Struktur Atas Jembatan ............................. 50
5.2.
Perencanaan Tiang Sandaran .................................................................. 51
5.2.1.
Penulangan tiang sandaran .............................................................. 53
5.2.2.
Check kapasitas momen sandaran ................................................... 56
5.3.3.
Perencanaan tulangan geser ............................................................ 58
5.3.
Perencanaan Lantai Kantilever ............................................................... 60
5.3.1.
Perhitungan momen lentur .............................................................. 62
5.3.2.
Penulangan plat kantilever .............................................................. 68
5.3.3.
Check kapasitas momen ................................................................. 71
5.3.4.
Gaya geser ...................................................................................... 71
5.4.
Perencanaan Lantai Kendaraan .............................................................. 74
5.4.1.
Perencanaan pembebanan lantai kendaraan .................................... 74
5.4.2.
Momen – momen pada plat lantai jembatan ................................... 78
5.4.3.
Kombinasi beban ............................................................................. 82
5.4.4.
Perencanaan penulangan plat lantai kendaraan ............................... 83
5.4.5
Kontrol lendutan.............................................................................. 90
5.5.
Perencanaan Plat Injak ........................................................................... 96
5.5.1.
Perencanaan arah melintang jembatan ............................................ 96
5.5.2.
Perencanaan arah memanjang jembatan ....................................... 100
5.6.
Perencanaan gelagar ............................................................................. 104
5.6.1.
Data – data yang digunakan .......................................................... 104
5.6.2.
Section properties sebelum komposit ........................................... 105
5.6.3.
Section properties setelah komposit.............................................. 107
5.6.4.
Beban pada girder komposit.......................................................... 109
5.6.5.
Tegangan pada girder komposit .................................................... 115
5.6.8.
Perhitungan shear connector......................................................... 122
5.6.8.
Perhitungan sambungan baut ........................................................ 123
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ 128 6.1.
Kesimpulan ........................................................................................... 128
6.2.
Saran ..................................................................................................... 129
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 130 LAMPIRAN ........................................................................................................ 131
DAFTAR TABEL
No
No Tabel
Nama Tabel
Halaman
1
3.1
Jumlah Jalur Lalu Lintas
17
2
3.2
Koefisien Reduksi Momen, r m
27
3
3.3
Beban Geser Horisontal yang Diijinkan untuk
41
Satu Alat Penyambung 4
5.1
Perhitungan Volume
62-63
5
5.2
Perhitungan Jarak Beban Ketitik Berat
65-66
6
5.3
Perhitungan Beban Pada Kantilever
66-67
7
5.4
Rekapitulasi Momen
82
8
5.5
Kombinasi Pembebanan 1
83
9
5.6
Kombinasi Pembebanan 2
83
10
5.7
Berat Sendiri Girder
110
11
5.8
Beban Mati Tambahan
110
12
5.9
Perhitungan Tegangan pada Girder
116
13
5.10
Kombinasi 1
116
14
5.11
Kombinasi 2
117
15
5.12
Kombinasi 3
117
16
5.13
Kombinasi 4
118
17
5.14
Perhitungan Lendutan Maksimum
119
18
5.15
Perhitungan Kombinasi Lendutan
119
19
5.16
Gaya Geser Maksimum
120
20
5.17
Kombinasi – 1
120
21
5.18
Kombinasi – 2
120
22
5.19
Kombinasi – 3
121
23
5.20
Kombinasi – 4
121
24
5.21
Gaya Geser Maksimum Rencana
121-122
DAFTAR GAMBAR
No
No Gambar
1
1.1
Nama Gambar Jembatan Truss Span dan confensional Kali
Halaman 3
Yabanda 2
3.1
Ketentuan Beban T yang Dikerjakan pada
18
Jembatan jalan Raya 3
3.2
Distribusi Beban D yang Bekerja pada Jembatan
19
4
3.3
Beban D Arah Melintang
20
5
3.4
Bidang Beban Roda dan Penyebaran Beban
24
6
3.5
Kombinasi Perletakan Sisi Plat dan Faktor
25
Koreksinya (f1) 7
3.6
Balok Ditumpu Sederhana
28
8
3.7
Lentur Balok Sederhana
29
9
3.8
Lendutan pada Balok
31
10
3.9
Beberapa Jenis Penampang Stud
33
11
3.10
Perencanaan Lebar Efektif
35
12
3.11
Akibat Beban Merata q
38
13
3.12
Akibat Beban Terpusat
39
14
3.13
Sambungan Lap Joint
44
15
3.14
Sambungan Butt Joint
45
16
3.15
Sambungan dengan 1 Irisan
45
17
3.16
Sambungan dengan 2 Irisan
45
No
No Gambar
18
4.1
Bagan Alir Perencanaan Jembatan
49
19
5.1
Penampang Melintang Jembatan
50
20
5.2
Trotoar dan Tiang Sandaran
51
21
5.3
Gaya Yang Bekerja Pada Tiang Sandaran
53
22
5.4
Bentuk Tiang Sandaran dan Plat Kantilever
54
23
5.5
Penulangan Tiang Sandaran
60
24
5.6
Pembagian Berat Pada Tiang Sandaran dan Plat
61
25
Nama Gambar
Halaman
Kantilever 5.7
Batas Sumbu X
64
26
5.8
Batas Sumbu Y
64
27
5.9
Letak Titik Berat
65
28
5.10
Letak Titik Berat Segitiga dan Segiempat
5
29
5.11
Pembagian Berat Pada Tiang Sandaran dan Plat
72
30
Kantilever 5.12
Enulangan Plat kantilever
74
31
5.13
Denah Plat Lantai
74
32
5.14
Beban Truk “T”
76
33
5.15
Beban Angin
77
34
5.16
Koefisien Momen Tumpuan dan Lapangan
79
35
5.17
Diagram Koefisien Momen akibat Beban Sendiri
79
36
5.18
Diagram Koefisien Momen akibat Beban Mati
80
37
5.19
Diagram Koefisien momen akibat Beban Truk
80
No
No Gambar
Nama Gambar
Halaman
38
5.20
Diagram Koefisien Momen akibat Beban Angin
81
39
5.21
Diagram Koefisien Momen akibat Temperatur
82
40
5.22
Penyebaran Beban Roda
94
41
5.23
Penulangan Plat
96
42
5.24
Beban Roda Kendaraan Arah Melintang
97
43
5.25
Beban Roda Kendaraan Arah memanjang
101
44
5.26
Profil WF 1200 x 400 x 16 x 32
105
45
5.27
Section Properties Setelah Komposit
109
46
5.28
Beban Lajur D
111
47
5.29
Gaya Rem
112
48
5.30
Beban Angin
113
49
5.31
Gaya Gempa
114
INTISARI PERENCANAAN JEMBATAN COMPOSITE GIRDER YABANDA – JAYAPURA, PAPUA, Rivandi Okbertus Angrianto, NPM. 07 02 12789, PPS Transportasi, Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Atma Jaya Yogyakarta. Pada umumnya tipe jembatan berupa konvensional, truss span, composite dan cable stayed. Jembatan Yabanda – Jayapura awalnya adalah jembatan tipe truss span dengan panjang 60 m yang menghubungkan wilayah Merauke – Jayapura. Dikarenakan harga baja dan perawatan baja yang mahal, maka dicoba perencanaan jembatan composite girder yang kemungkinan dapat memperkecil total pekerjaan jembatan. Dengan tipe composite girder ini diharapkan nantinya bisa menjadi pembanding untuk perencanaan jembatan yang akan datang. Pada perencanaan ini akan dilakukan analisis beban meliputi : berat sendiri, beban mati tambahan ( berat aspal dana genangan air hujan), beban jalur “D”, beban hidup pedestrian, beban “T”, gaya rem, beban angin, pengaruh temperatur dan beban gempa. Metode pembebanan mengacu pada Standar Pembebanan Untuk Jembatan RSNI T-02-2005 dan Tata Cara Perhitungan Struktur beton Untuk Jembatan RSNI T-12-2004. Dari hasil perencanaan diperoleh tiang sandaran dengan tinggi 95 cm dengan menggunakan tulangan pokok 4D10 mm dan tulangan geser D 6 – 100 mm. Plat kantilever tulangan pokok D 16 – 200 mm dan tulangan bagi D 16 – 400 mm. Plat lantai tulangan pokok D 16 – 200 mm dan tulangan bagi D 16 – 400 mm. Plat injak tulangan D 16 – 20 mm dan tulangan bagi D 16 – 400 mm. Gelagar digunakan profil WF 1200x400x16x32 untuk arah memanjang dan profil L 12x12x8 utuk arah melintang. Shear connector digunakan stud dengan kepala 2.5” diameter 5/8”. Sambungan baut digunakan M20 untuk sambungan gelagar utama dan M16 untuk sambungan gelagar melintang. Kata kunci : Jembatan, girder, composite.
